天然地質(zhì)環(huán)境中的巖體經(jīng)過復(fù)雜的地質(zhì)作用,其內(nèi)部存在不同分布狀態(tài)的節(jié)理、裂隙、斷層等,這些節(jié)理、裂隙之間的空間相對位置也呈不同分布。巖體中存在的裂隙往往呈一定角度的空間分布或交叉狀態(tài)。目前,有關(guān)單裂隙巖體的研究成果較多,但針對交叉裂隙的研究較少,且交叉裂隙對巖體工程穩(wěn)定影響的研究更為少見。本文基于斷裂力學(xué)最大周向應(yīng)力理論,考慮閉合裂隙面之間的摩擦效應(yīng),推導(dǎo)出含不同角度單裂紋的巖石試樣的起裂應(yīng)力,利用RFPA數(shù)值試驗系統(tǒng)對含交叉裂紋試樣進行單軸及多軸數(shù)值試驗,并采用強度折減法對含交叉斷層的三維馬蹄形隧洞進行穩(wěn)定性分析。本文針對以上研究得出了一些結(jié)論:(1)從斷裂力學(xué)最大周向理論出發(fā),在含傾斜的閉合或張開裂隙的裂紋尖端應(yīng)力強度因子研究的基礎(chǔ)上,考慮閉合裂紋面摩擦效應(yīng),推導(dǎo)出含張開及閉合裂隙試件起裂角及起裂應(yīng)力的理論解公式,最終得出含閉合裂隙試件起裂應(yīng)力整體上隨裂隙傾斜角度的增加呈近似“U”形變化規(guī)律。對比試驗結(jié)果,二者吻合良好。(2)利用RFPA^2D有限元模擬軟件,針對不同方案交叉裂隙試樣進行單、雙軸加載數(shù)值試驗,并將模擬結(jié)果與物理試驗結(jié)果進行對比分析,吻合較好。其次,...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 交叉裂隙基本概念及工程意義
        1.2.1 理論分析研究
        1.2.2 單一裂隙研究
        1.2.3 多裂隙研究
    1.3 隧洞穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究方法
2 巖石破裂過程分析方法與軟件
    2.1 RFPA有限元模擬系統(tǒng)概述
    2.2 RFPA對巖石參數(shù)的取值方法
    2.3 強度折減法簡介
3 裂隙巖體應(yīng)力場分析與模型驗證
    3.1 三種基本裂紋類型
    3.2 單裂隙起裂應(yīng)力推導(dǎo)
    3.3 試驗驗證及對比分析
    3.4 本章小結(jié)
4 含交叉裂隙巖體力學(xué)性質(zhì)數(shù)值模擬研究
    4.1 數(shù)值模擬條件
    4.2 單軸壓縮模擬結(jié)果與分析
        4.2.1 破壞模式分析
        4.2.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析
        4.2.3 單軸壓縮力學(xué)性質(zhì)分析
    4.3 雙軸壓縮模擬結(jié)果與分析
        4.3.1 破壞模式分析
        4.3.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析
        4.3.3 雙軸壓縮力學(xué)性質(zhì)分析
    4.4 三維交叉裂隙模擬研究
        4.4.1 數(shù)值模擬模型及基本參數(shù)
        4.4.2 破壞模式及聲發(fā)射分析
        4.4.3 單軸壓縮力學(xué)性質(zhì)分析
    4.5 本章小結(jié)
5 中主應(yīng)力對馬蹄形隧洞穩(wěn)定性影響
    5.1 雙剪統(tǒng)一強度理論
    5.2 模型基本設(shè)置
    5.3 物理力學(xué)參數(shù)設(shè)置
    5.4 側(cè)壓力系數(shù)對隧洞失穩(wěn)破壞影響
    5.5 中主應(yīng)力對隧洞穩(wěn)定性研究
        5.5.1 軸向應(yīng)力為中間主應(yīng)力
        5.5.2 水平向為中間主應(yīng)力
    5.6 本章小結(jié)
6 交叉斷層對隧洞穩(wěn)定性影響
    6.1 模型設(shè)置及模擬方案
    6.2 斷層角度對隧洞破壞模式的影響
    6.3 斷層角度對隧洞安全系數(shù)影響
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3803229